基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的工頻線路定相系統(tǒng)研究

吳忠+吳啟帆+藍(lán)道林+巫水萍

摘要本文介紹了一種基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的工頻線路定相系統(tǒng)的功能和組成，它由基準(zhǔn)定相儀、手持終端、采集器等配件構(gòu)成。此外，還對它的設(shè)計思路和原理進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。

關(guān)鍵詞定相；電力；智能電網(wǎng)

1現(xiàn)狀分析

我國電力系統(tǒng)現(xiàn)階段的合環(huán)并網(wǎng)正處于由冷倒到熱倒的過渡時期，就目前來說，主要還是以冷倒的形式進(jìn)行轉(zhuǎn)運電。冷倒，即停電合環(huán)，在操作過程中先將待借電線路進(jìn)行斷電，然后合閘連接到供電線路。采用冷倒方式進(jìn)行合環(huán)對核相的要求較低，但待借電線路停電過程中會影響到下游用戶的用電，會影響到供電的可靠性，所以為提高供電可靠性，電力系統(tǒng)的合環(huán)并網(wǎng)正逐步向熱倒方式轉(zhuǎn)變。此外，配網(wǎng)線路改造頻繁，線路復(fù)雜，其中許多線路年深日久，或是敷設(shè)時未按照標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)流程要求進(jìn)行敷設(shè)，以及接入設(shè)備類型各異，所以導(dǎo)致線路的相序混亂，核相工作量很大，有較大的安全隱患。

而傳統(tǒng)的核相儀不能夠?qū)﹄娎|的相位進(jìn)行定性的測量，只能夠測定核相聯(lián)絡(luò)點兩端的兩條線路是否為同相，因此，在進(jìn)行相色標(biāo)識時，需要人為判定待測線路為A，B，C中的哪一相，因現(xiàn)場工作人員工作習(xí)慣不同且沒有一個統(tǒng)一化的相位標(biāo)準(zhǔn)，難以統(tǒng)一化定相的標(biāo)準(zhǔn)。如在之前一些地方進(jìn)行冷倒時，無法準(zhǔn)確確定待借電線路與供電線路的相位關(guān)系，所以僅確認(rèn)相序相同后，便進(jìn)行倒閘，這使得許多線路兩端的標(biāo)識牌發(fā)生錯亂，前后相序牌不能對應(yīng)，導(dǎo)致即使相序牌標(biāo)識完好、清晰，也無法在帶電狀態(tài)下直接將待借電線路與供電線路接通，即無法直接熱倒，每一次進(jìn)行合環(huán)前還需要對待借電線路與供電線路的相位關(guān)系進(jìn)行驗證。傳統(tǒng)的核相儀的反復(fù)驗證與核相的方式，不僅降低工作效率，也使得合環(huán)并網(wǎng)存在巨大的隱患。

2基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的工頻線路定相系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成

基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的工頻線路定相系統(tǒng)，由基準(zhǔn)定相儀和手持終端2大部分組成，基準(zhǔn)校相終端直接連接工頻線路，然后通過互聯(lián)網(wǎng)與服務(wù)器進(jìn)行通訊，將采集到的基準(zhǔn)信號存儲在數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中；手持終端通過移動互聯(lián)網(wǎng)與服務(wù)器進(jìn)行通訊，調(diào)用數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中的基準(zhǔn)信號數(shù)據(jù)，進(jìn)行比對。

2.1基準(zhǔn)定相儀

基準(zhǔn)定相儀包括基準(zhǔn)定相儀主機(jī)、信號采集線、GPS衛(wèi)星天線、3G天線、網(wǎng)線。基準(zhǔn)定相儀連接GPS衛(wèi)星天線、初相角信號采集線、3G天線、網(wǎng)線。基準(zhǔn)定相儀通過信號采集線連接工頻線路，然后通過GPS衛(wèi)星獲取一個標(biāo)準(zhǔn)時間，在每一個5的整數(shù)倍秒鐘時采集一次基準(zhǔn)工頻線路相位信號，然后通過互聯(lián)網(wǎng)與服務(wù)器進(jìn)行通訊，將采集到的基準(zhǔn)信號存儲在數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中。

2.2手持終端

手持終端包括手持終端主機(jī)，通用采集器，絕緣桿，使用絕緣桿令任意一個通用采集器直接接觸待測工頻線路，手持終端主機(jī)與采集器通過藍(lán)牙跳頻技術(shù)進(jìn)行通訊，保證在多臺手持終端工作時，不會相互干擾；手持終端主機(jī)的內(nèi)部具有一個GPS天線，通過這個GPS天線獲取衛(wèi)星時間信號，然后在每一個5的整數(shù)倍秒鐘時采集一個相位信號；然后手持終端主機(jī)通過移動互聯(lián)網(wǎng)與服務(wù)器進(jìn)行通訊，調(diào)用數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中的基準(zhǔn)信號數(shù)據(jù)，進(jìn)行比對。

3基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的工頻線路定相系統(tǒng)的技術(shù)關(guān)鍵及原理說明

3.1互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的工頻線路定相系統(tǒng)借助于互聯(lián)網(wǎng)平臺，使得基準(zhǔn)定相儀和手持終端問可以進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，通訊采用TCP傳輸控制協(xié)議這種公認(rèn)的、較為可靠的傳輸層控制協(xié)議，它可以最大限度的保證數(shù)據(jù)信息在傳輸與接收過程中的完整性。

基準(zhǔn)定相儀安裝后，通過有線網(wǎng)絡(luò)或移動網(wǎng)絡(luò)接入到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，手持終端主機(jī)通過移動網(wǎng)絡(luò)接入到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，兩者便可以通過數(shù)據(jù)庫服務(wù)器作為媒介進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換。此后，基準(zhǔn)定相儀會不斷的向數(shù)據(jù)庫服務(wù)器上傳基準(zhǔn)的定相信息，手持終端主機(jī)便可以通過在數(shù)據(jù)庫服務(wù)器上下載并比對基準(zhǔn)定相信息來確認(rèn)定相的結(jié)果，達(dá)到在規(guī)定范圍內(nèi)確定事先擬定好的A/B/C相位的目的。

3.2 GPS時鐘同步

在基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的工頻線路定相系統(tǒng)中，基準(zhǔn)定相儀和手持終端之間通過GPS衛(wèi)星獲取衛(wèi)星時間，使兩者的基準(zhǔn)時間一致的過程便是GPS時鐘同步。

交流電的相位隨著時間的變化而變化，所以想要確定聯(lián)絡(luò)點兩端線路的相位，必須在同一時刻進(jìn)行相位信息的采集，而GPS衛(wèi)星的秒脈沖時間誤差在100ns以下，對于核相的影響可以忽略不計。

3.3信號采集

信號的采集通過專用的采集器完成，根據(jù)采集信號的位置可分別更換采集針或采集掛鉤進(jìn)行信號采集。以架空線為例，采集器更換采集掛鉤，然后將采集器通過絕緣桿掛到待測的線路上，檢測到電壓信號后，采集器自動開機(jī)并且會相手持終端主機(jī)發(fā)送采集到的相位信號。手持終端主機(jī)接收到相位信號后，先進(jìn)行一次濾波，然后進(jìn)行信號的放大，信號處理完成后，手持終端主機(jī)便可以使用獲得的相位與從服務(wù)器上下載的相位進(jìn)行對比，得出定相的結(jié)果。

3.4系統(tǒng)的運行模式

首先我們要制定一個標(biāo)準(zhǔn)，例如在變電站出線端取得標(biāo)準(zhǔn)的A，B，C信號，然后對我們基準(zhǔn)定相儀的信號進(jìn)行修正，使得基準(zhǔn)信號變電站出線端取得標(biāo)準(zhǔn)的A，B，c信號同步，然后在每次進(jìn)行定相時，基準(zhǔn)定相儀所采集到的標(biāo)準(zhǔn)相位都會通過互聯(lián)網(wǎng)保存在數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中，與標(biāo)準(zhǔn)相位信息一同保存的，還有采集標(biāo)準(zhǔn)相位信息的GPS時間。

每次進(jìn)行定相時，手持終端主機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)下載數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中的標(biāo)準(zhǔn)A，B，C的相位信息及GPS時間，然后自動與相同GPS時間采集到的相位信息進(jìn)行對比，若與標(biāo)準(zhǔn)A為同相，則可將待測線路定為A相，若與B或C同相也是同理。

由于定相地點的限制，可能會導(dǎo)致無法搜索到衛(wèi)星及連接網(wǎng)絡(luò)，如在地下室，這種情況下，可以先在衛(wèi)星信號良好的位置進(jìn)行搜星，獲取衛(wèi)星時間后，在無衛(wèi)星信號狀態(tài)下，衛(wèi)星時間可保留45min。這個時間內(nèi)，可以現(xiàn)將采集到的相位信息及GPS時間保存在手持終端主機(jī)中，待回到網(wǎng)絡(luò)信號良好的位置，再通過查詢鍵獲取之前的相位信息，并完成定相。endprint

4基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的工頻線路定相系統(tǒng)的優(yōu)點

基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的工頻線路定相系統(tǒng)采用了新穎的思路，將互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用在核相當(dāng)中，從而完成定相的目的。其成功的研發(fā)、應(yīng)用及推廣，可統(tǒng)一電力系統(tǒng)的相序相色標(biāo)識，其根本思路也符合我國智能電網(wǎng)的發(fā)展趨勢。

基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的工頻線路定相系統(tǒng)能夠統(tǒng)一我國電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)的A，B，C相位標(biāo)準(zhǔn)，使得我國各區(qū)域同一電網(wǎng)內(nèi)的相色標(biāo)識能夠在統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)下完成，為今后的熱倒合環(huán)提供了夯實的基礎(chǔ)，提高了轉(zhuǎn)供電的工作效率，降低電能損耗，提高供電的穩(wěn)定性。

基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的工頻線路定相系統(tǒng)簡化了核相過程，提高了核相工作的工作效率。

5基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的工頻線路定相系統(tǒng)的特點

基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的工頻線路定相系統(tǒng)通過傳統(tǒng)的核相技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)兩者之間的結(jié)合完成了傳統(tǒng)核相儀無法完成的定相功能。

傳統(tǒng)核相儀是依靠操作人員對A，B，C相位進(jìn)行判定，而基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的工頻線路定相系統(tǒng)則是通過與基準(zhǔn)點的相位進(jìn)行比較來確定A，B，C相位。使用傳統(tǒng)核相儀進(jìn)行定相，現(xiàn)場操作者的經(jīng)驗等主觀因素，都會影響到定相的結(jié)果；而通過基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的工頻線路定相系統(tǒng)進(jìn)行定相，只需要在第一次獲取標(biāo)準(zhǔn)定相基準(zhǔn)時確立一次A，B，C的定相標(biāo)準(zhǔn)，在今后的定相過程中，無論何人、何時及何地，都不會對A，B，C的定相標(biāo)準(zhǔn)有所影響。另外，傳統(tǒng)核相儀在進(jìn)行遠(yuǎn)程核相時，需要聯(lián)絡(luò)點兩邊的工作人員同時進(jìn)行操作，然后通過電話溝通，獲取對方采集到的相位信息；而使用基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的工頻線路定相系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程核相時，只需要在一端確定A，B，C相位，然后再到另一端確定A，B，C相位，一組人員便能夠完成遠(yuǎn)距離核相工作。基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的工頻線路定相系統(tǒng)的工作方式使得定相、核相的準(zhǔn)確性有了根本性的提升，提高了供電可靠性，縮減了投運時間，降低了現(xiàn)場核相的勞動強(qiáng)度。

6基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的工頻線路定相系統(tǒng)的應(yīng)用效果分析

基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的工頻線路定相系統(tǒng)通過傳統(tǒng)的核相技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)兩者之間的結(jié)合完成了傳統(tǒng)核相儀無法完成的定相功能。

基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的工頻線路定相系統(tǒng)將基準(zhǔn)定相儀安裝在指定的地點采集標(biāo)準(zhǔn)的定相信號，然后將此信號作為今后定相核相的參考依據(jù)，簡化了定相核相的工作方法，提高定相核相工作的工作效率，降低人力成本。

基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的工頻線路定相系統(tǒng)能夠統(tǒng)一同一電網(wǎng)內(nèi)的定相、核相標(biāo)準(zhǔn)。其成功的研發(fā)、應(yīng)用及推廣，可統(tǒng)一電力系統(tǒng)的相序相色標(biāo)識，其根本思路也符合我國智能電網(wǎng)的發(fā)展趨勢。基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的工頻線路定相系統(tǒng)的成功應(yīng)用，能夠確保了施工投產(chǎn)后設(shè)備定相的準(zhǔn)確性，保證現(xiàn)場工作人員的人身安全，降低質(zhì)量事故發(fā)生的概率，提高供電的穩(wěn)定性以及可靠性，縮減投運時間，降低了勞動強(qiáng)度，減少運營成本，使電網(wǎng)系統(tǒng)的安全控制水平、經(jīng)營管理水平得到可觀的提升。

7結(jié)論

基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的工頻線路定相系統(tǒng)可以直接確認(rèn)待測線路的相位，在進(jìn)行遠(yuǎn)距離核相時，可以先核一處，再到另一處進(jìn)行核相。而以往傳統(tǒng)的近程及遠(yuǎn)程無線核相儀要進(jìn)行遠(yuǎn)程核相時，需要兩組人員同時進(jìn)行核相工作，然后通過核相兩端采集到的相位角度相減，得出角度差確認(rèn)是否同相，而這種方法，必須采用核相兩端在同一時刻采集到的相位角度才有效，所以為防止報錯或報晚相位角度要反復(fù)確認(rèn)許多遍，所以費時費力。與傳統(tǒng)的遠(yuǎn)程無線核相設(shè)備相比，基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的工頻線路定相系統(tǒng)的應(yīng)用，能快速、準(zhǔn)確完成配電網(wǎng)設(shè)備相位確定，解決了配電網(wǎng)常規(guī)繁雜定相工作的難題，確保了施工投產(chǎn)后設(shè)備定相的準(zhǔn)確性，提高了供電可靠性，縮減了投運時間，降低了勞動強(qiáng)度，具有較大的推廣應(yīng)用價值。endprint